先前的讨论中提起光速极限的存在是因为小于某个特定数值即被认为是0,而这是在减法运算中才会出现的问题,若是用除法,则可以避免这个问题。当时说的比较抽象,本文试图将这个概念彻底公式化,以显现其原本的意义。
我们知道,距离的本质,在于区分空间中极为相邻的两点。而在一个只有频率和周期的世界中,区分两点的唯一方式即是这两点具有不同的频率,或者说,这两点具有频率差。
由此我们可以在频率和时间的频谱图上画出两点,
可见,两点之间的距离,在微分尺度上,就是两者的频差。当然还有时间的影响。我们暂时不考虑时间的影响假定我们谈论的都是单位时间间隔(它可能就是电子的周期)
。也就是说,
和
之间在
轴上的间距总是
,它是一个很小的值,比这个值更小的,就被认为是0,显然它符合虚数单位倒数的性质。
此时,我们说的是空间相邻的两个点,它们之间是如此的接近,以至于在时间坐标上,它们只间隔一个最小的时间单位。而在频率上,则可以具有一个极大的频率差异。
考虑到任何震动,都不会固定于一点,它终究是在空间中运动的(没有绝对静止的惯性系),所以这张图中的和
两点的空间关系,也可以用于描述一个惯性系在时空运行过程中,先后达到
和
两点的过程。也就是说,哪怕一个惯性系“根本没动”,它其实也经历着如上述图中给出时间和频率上的位移。这时候上图可以被重新解释为,
也就是说,在时空中的两点的距离等价于惯性系在时空中先后到达两点的度量结果。
这个长度若是除以周期,它就是一个速度。也就是说,任何惯性系,它都有一个内禀的速度概念。需要指出的是,这里频率的提升(或者下降)是其内在性质,而周期,则是属于观察者的性质:观察者的观察周期不随着惯性系频率的变化而变化。所以这种内禀性质,总是需要观察者才能描述,但是它即便不被描述也是存在的,这在于两点不同,也就是频差
的存在。既然没有观察就无所谓物理量,所以频率的提升或者下降以及观察者的最小时间程度或者观测周期,两者总是要组合在一起的。这就构成了一种“速度”的概念,因为这个速度并不需要和其它速度进行比较,也就是没有更广泛的相对性,所以它可以被称为绝对速度,我们用光速的符号来表示这个绝对速度,因为它最恰当。所以对于任何惯性系本身来说,
显然,若是没有外在的影响或者变化,总是一定的,
也没有变化的理由,这就体现为惯性系的“惯性”。
现在考虑有两个不同的惯性系,它们各自的绝对速度为